第3课时 “有膜”电解池题型的解题方法(能力课)
探究任务 1．掌握有隔膜电解池的工作原理，知道隔膜在电解池中的应用。 2．形成“有膜”电解池的解题思路，增强发现问题解决问题的能力。
旧知回顾 1．电解精炼或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极。 2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度不变。电解精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增加的质量不等于阳极减少的质量，溶液中c(Cu2+)减小。 3．电解的计算，以电路中通过4 mol e－为桥梁构建关系式：4e－～～(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)。
1．交换膜的功能及工作原理
(1)功能：使离子选择性定向移动，目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷。
(2)工作原理(以阳离子交换膜为例)：交换膜上有很多微孔，“孔道”上有许多带负电荷的基团，阳离子可以自由通过“孔道”，由浓度大的区域向浓度小的区域移动。阴离子移动到“孔道”处，受到“孔道”带负电荷基团的排斥而不能进入“孔道”中，因而不能通过交换膜。这就是“选择性”透过的原因。其构造与工作示意图如图所示：阴离子交换膜的构造和工作原理与此相同，只不过是“孔道”中带正电荷基团而已。
2．离子交换膜的作用及意义
(1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。
(2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。
(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源。
3．有膜电解池试题的解题思路
(1)确定电解池的阴、阳极：根据外接电源的正负极、电子流向、电极现象等确定电解池的阴、阳极。
(2)根据交换膜的类型确定移动的离子及移动方向：
①阳离子交换膜：只有阳离子由阳极移向阴极；
②阴离子交换膜：只有阴离子由阴极移向阳极；
③质子交换膜：只有氢离子由阳极移向阴极。
(3)根据移动的离子书写判断电极反应式，判断溶液离子浓度、质量、pH的变化，判断电极产物等。
【例题】 Al－H2O2电池是一种新型电池，已知H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中以形式存在。现以Al－H2O2为电源(如甲池所示，电池总反应为＋3H2O===2[Al(OH)4]－＋OH－)，电解处理有机质废水(如乙池所示)。下列说法正确的是( )
A．电池工作时，甲池、乙池用导线连接的顺序为a连c，b连d
B．电池工作一段时间后甲池中pH减小
C．乙池工作时，质子将从B电极室移向A电极室
D．若B电极上转化1.5 mol CO2，则甲池中溶解4 mol Al
－＋OH－，反应生成OH－，工作一段时间后甲池中pH增大，故B错误；乙池工作时，阳离子移向阴极，质子将从A电极室移向B电极室，故C错误；B电极CO2→CH4，C元素化合价由＋4降低为－4，若B电极上转化1.5 mol CO2，电路中转移12 mol电子，根据得失电子守恒，甲池中溶解4 mol Al，故D正确。]
“串联”类电池的解题流程
1．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置如图所示，此装置工作时，下列有关说法不正确的是( )
A．乙池电极接电源负极，气体X为H2
B．Na＋由甲池穿过交换膜进入乙池
C．NaOH溶液Z的浓度比NaOH溶液Y的小
D．甲池电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
2．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．P极、Q极分别为阴极、阳极
B．A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜
C．a极上的反应为CH4－4e－＋4O2-===CO2＋2H2O
D．理论上，a极消耗2.24 L甲烷，P极产生0.4 mol Cl2
3．双极膜(BP)为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的水分子解离，提供H＋、OH－。利用双极膜与离子交换膜组合可以实现含硫酸钠工业废水的净化和资源回收，原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．BP可有效阻隔Na＋和的通过
B．A为阳离子交换膜，C为阴离子交换膜
C．X为H2SO4溶液、Y为NaOH溶液
D．一段时间后，阴、阳极产生气体的物质的量之比为2∶1
1．在下列装置中，MSO4和NSO4是两种常见金属的易溶盐。当K闭合时从右到左通过交换膜移向M极，下列分析正确的是( )
A．溶液中c(M2+)减小
B．N的电极反应为N－2e－===N2+
C．X电极上有H2产生，发生还原反应
D．反应过程中Y电极周围生成白色胶状沉淀
2．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是( )
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：2Co2+＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋
3．四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是( )
A．b、c分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜
B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区
C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高
D．电池总反应为4NaCl＋6H2O4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑
4．重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过)：
制备原理：(黄色(橙色)＋H2O。
(1)通电后阳极室产生的现象为__________________________________________
_____________________________________________________________________；
其电极反应式是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为＋4OH－＋2H2↑＋O2↑，若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t min后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2，则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为________；此时电路中转移电子的物质的量为________。
1/1第3课时 “有膜”电解池题型的解题方法(能力课)
探究任务 1．掌握有隔膜电解池的工作原理，知道隔膜在电解池中的应用。 2．形成“有膜”电解池的解题思路，增强发现问题解决问题的能力。
旧知回顾 1．电解精炼或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极。 2．电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度不变。电解精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增加的质量不等于阳极减少的质量，溶液中c(Cu2+)减小。 3．电解的计算，以电路中通过4 mol e－为桥梁构建关系式：4e－～～(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)。
1．交换膜的功能及工作原理
(1)功能：使离子选择性定向移动，目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷。
(2)工作原理(以阳离子交换膜为例)：交换膜上有很多微孔，“孔道”上有许多带负电荷的基团，阳离子可以自由通过“孔道”，由浓度大的区域向浓度小的区域移动。阴离子移动到“孔道”处，受到“孔道”带负电荷基团的排斥而不能进入“孔道”中，因而不能通过交换膜。这就是“选择性”透过的原因。其构造与工作示意图如图所示：阴离子交换膜的构造和工作原理与此相同，只不过是“孔道”中带正电荷基团而已。
2．离子交换膜的作用及意义
(1)隔离某些物质，防止发生反应，常用于物质制备。
(2)限制某些离子的移动，常用于物质制备及纯化。
(3)双极膜：由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并分别通过阳膜和阴膜，作为H＋和OH－的离子源。
3．有膜电解池试题的解题思路
(1)确定电解池的阴、阳极：根据外接电源的正负极、电子流向、电极现象等确定电解池的阴、阳极。
(2)根据交换膜的类型确定移动的离子及移动方向：
①阳离子交换膜：只有阳离子由阳极移向阴极；
②阴离子交换膜：只有阴离子由阴极移向阳极；
③质子交换膜：只有氢离子由阳极移向阴极。
(3)根据移动的离子书写判断电极反应式，判断溶液离子浓度、质量、pH的变化，判断电极产物等。
【例题】 Al－H2O2电池是一种新型电池，已知H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中以形式存在。现以Al－H2O2为电源(如甲池所示，电池总反应为＋3H2O===2[Al(OH)4]－＋OH－)，电解处理有机质废水(如乙池所示)。下列说法正确的是( )
A．电池工作时，甲池、乙池用导线连接的顺序为a连c，b连d
B．电池工作一段时间后甲池中pH减小
C．乙池工作时，质子将从B电极室移向A电极室
D．若B电极上转化1.5 mol CO2，则甲池中溶解4 mol Al
D [根据电池总反应＋OH－，Al发生氧化反应，Al电极是负极、C电极是正极。根据乙池中B电极CO2→CH4，C元素化合价降低发生还原反应知，B电极是阴极、A电极是阳极；所以电池工作时，甲池、乙池用导线连接的顺序为a连d，b连c，故A错误；电池总反应是＋3H2O===2[Al(OH)4]－＋OH－，反应生成OH－，工作一段时间后甲池中pH增大，故B错误；乙池工作时，阳离子移向阴极，质子将从A电极室移向B电极室，故C错误；B电极CO2→CH4，C元素化合价由＋4降低为－4，若B电极上转化1.5 mol CO2，电路中转移12 mol电子，根据得失电子守恒，甲池中溶解4 mol Al，故D正确。]
“串联”类电池的解题流程
1．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置如图所示，此装置工作时，下列有关说法不正确的是( )
A．乙池电极接电源负极，气体X为H2
B．Na＋由甲池穿过交换膜进入乙池
C．NaOH溶液Z的浓度比NaOH溶液Y的小
D．甲池电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D [由甲池放出O2知，乙池电极为电解池的阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A项正确；电解池中阳离子移向阴极，B项正确；阴极附近氢离子放电，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y的浓度比NaOH溶液Z的大，C项正确；甲池电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠溶液，则电极反应为＋O2↑，D项错误。]
2．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．P极、Q极分别为阴极、阳极
B．A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜
C．a极上的反应为CH4－4e－＋4O2-===CO2＋2H2O
D．理论上，a极消耗2.24 L甲烷，P极产生0.4 mol Cl2
[答案] B
3．双极膜(BP)为复合膜，可在直流电的作用下，将膜间的水分子解离，提供H＋、OH－。利用双极膜与离子交换膜组合可以实现含硫酸钠工业废水的净化和资源回收，原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．BP可有效阻隔Na＋和的通过
B．A为阳离子交换膜，C为阴离子交换膜
C．X为H2SO4溶液、Y为NaOH溶液
D．一段时间后，阴、阳极产生气体的物质的量之比为2∶1
B [根据题意和图示知，该装置为电解池，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，则左侧为阳极，右侧为阴极，阳极上反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极上反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，根据BP膜中H＋向右移动，OH－向左移动，电解池中阴离子向阳极移动、阳离子向阴极移动，则A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，X为H2SO4溶液，Y为NaOH溶液。利用双极膜与离子交换膜之间生成硫酸和氢氧化钠，可以实现硫酸钠工业废水的净化和资源回收，则BP能有效阻隔Na＋和的通过，A正确；A为阴离子交换膜，C为阳离子交换膜，B错误；X为H2SO4溶液、Y为NaOH溶液，C正确；根据阳极上反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极上反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，一段时间后，当阳极上生成1 mol O2时转移4 mol电子，则阴极上产生2 mol H2，则阴、阳极产生气体的物质的量之比为2∶1，故D正确。]
1．在下列装置中，MSO4和NSO4是两种常见金属的易溶盐。当K闭合时从右到左通过交换膜移向M极，下列分析正确的是( )
A．溶液中c(M2+)减小
B．N的电极反应为N－2e－===N2+
C．X电极上有H2产生，发生还原反应
D．反应过程中Y电极周围生成白色胶状沉淀
C [根据装置图判断可知，左边是原电池，右边是电解池。当K闭合时，根据的移向可判断M极为负极，N极为正极，Y为阳极，X为阴极，电极反应分别为负极：M－2e－===M2+，正极：N2+＋2e－===N，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2H＋＋2e－===H2↑，在X极(阴极)附近发生反应Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓，只有C项正确。]
2．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是( )
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：2Co2+＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋
D [石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，右侧Co电极为阴极，电极反应式为Co2+＋2e－===Co，Cl－通过阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室，与H＋结合生成盐酸。由上述分析知，Ⅰ室中水放电使硫酸浓度增大，Ⅱ室中生成盐酸，故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均减小，A错误；生成1 mol Co时，转移2 mol电子，Ⅰ室有0.5 mol(即16 g)O2逸出，有2 mol(即2 g)H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，则Ⅰ室溶液质量理论上减少18 g，B错误；移除两交换膜后，石墨电极上的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，C错误；根据上述分析可知，电解时生成了O2、Co、H＋，则电解总反应为2Co2+＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋，D正确。]
3．四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。下列叙述正确的是( )
A．b、c分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜
B．通电后Ⅲ室中的Cl－透过c迁移至阳极区
C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的pH均升高
D．电池总反应为4NaCl＋6H2O4NaOH＋4HCl＋2H2↑＋O2↑
[答案] D
4．重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过)：
制备原理：(黄色(橙色)＋H2O。
(1)通电后阳极室产生的现象为__________________________________________
_____________________________________________________________________；
其电极反应式是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为＋4OH－＋2H2↑＋O2↑，若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t min后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2，则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为________；此时电路中转移电子的物质的量为________。
[解析] (2)直接设K2CrO4和K2Cr2O7物质的量分别为x、y，则钾原子的物质的量为2x＋2y，铬原子物质的量为x＋2y，依据两原子个数比为3∶2，可求出两物质的物质的量之比为2∶1；根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为0.2 mol，t min后两物质的物质的量之比为2∶1，则铬酸钾为0.1 mol，重铬酸钾为0.05 mol，根据离子方程式可知，生成0.05 mol的重铬酸钾的反应中转移电子为0.05×2 mol＝0.1 mol。
[答案] (1)阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋) (2)2∶1 0.1 mol
数智分层作业(九) “有膜”电解池题型的解题方法
(本试卷共40分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分)
1．我国科学家开发出了一种Zn－NO电池系统，该电池具有同时合成氨和对外供电的功能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．电极电势：Zn/ZnO电极B．Zn/ZnO电极的反应为Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O
C．电池工作一段时间后，正极区溶液的pH减小
D．电子流向：Zn/ZnO电极→负载→MoS2电极
C [Zn/ZnO电极为负极，MoS2电极为正极，正极电势高于负极电势，A正确；正极区消耗的H＋源于双极膜解离出的H＋，且产生的NH3会部分溶解，所以正极区溶液的pH不会减小，C错误；电子流向：负极→负载→正极，D正确。]
2．利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．电极B连接电源正极
B．A极区电解液为LiCl溶液
C．阳极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．每生成1 mol H2，有1 mol Li＋通过该离子交换膜
[答案] B
3．双极膜(BP)是一种能将水分子解离成H＋和OH－的特殊离子交换膜。应用双极膜制取聚合硫酸铁净水剂[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m(PFS)的电化学装置如图所示。下列说法错误的是( )
A．M为阴离子交换膜，乙为OH－
B．电极a的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．电流密度过大，会使PFS产品含量降低
D．若制得1 mol [Fe(OH)SO4]3，理论上转移的电子为2 mol
D [若制得1 mol [Fe(OH)SO4]3，则有3 mol OH－进入到硫酸铁室中，理论上转移的电子为3 mol，故D错误。]
4．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述正确的是( )
A．电极a为粗铜，电极b为纯铜
B．甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g纯铜
D [由题意结合电解原理可知，电极a是阴极，为纯铜，电极b是阳极，为粗铜，A项错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，B项错误；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C项错误；当电路中通过1 mol电子时，可生成0.5 mol纯铜，其质量为32 g，D项正确。]
5．电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示(a、b为不同离子交换膜)。下列有关说法错误的是( )
A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B．阴极区电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．X为淡盐水，Y为浓盐水
D．该方法可得到副产品NaOH
A [根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项错误；阴极区电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B项正确；X为淡盐水，Y为浓盐水，C项正确；根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项正确。]
6．某地海水中主要离子的质量浓度如下表，现利用“电渗析法”对海水进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是( )
离子
质量浓度/(mg·L-1) 9 360 83 200 1 100 16 000 1 200 118
A．甲室的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
B．淡化过程中易在戊室形成水垢
C．乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为b
D．当戊室收集到22.4 L(标准状况下)气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2 mol
D [由图可知，甲室电极与电源正极相连，为阳极室，Cl－放电能力大于OH－，所以阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，故A正确；由图可知，戊室电极与电源负极相连，为阴极室，开始电解时，阴极上水得电子生成氢气同时生成OH－，生成的OH－和反应生成与Ca2+反应生成CaCO3沉淀，OH－和Mg2+反应生成Mg(OH)2，CaCO3和Mg(OH)2是水垢的成分，故B正确；阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过，电解时丙室中阴离子移向乙室，阳离子移向丁室，所以丙室中物质主要是水，则淡水的出口为b，故C正确；根据B项的分析，戊室收集到的是H2，当戊室收集到22.4 L(标准状况下)气体时，则电路中转移2 mol 电子，通过甲室阳膜的离子为阳离子，既有＋1价的离子，又有＋2价的离子，所以物质的量不是2 mol，故D错误。]
二、非选择题(共2小题，共22分)
7．(8分)(1)某学习小组将“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理(图示中的电极均为石墨)。图中，电解一段时间后，气球b中的气体是____________(填化学式)，U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。(2分)
(2)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。(6分)
①阳极产生ClO2的电极反应为__________________________________________
_____________________________________________________________________。
②当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜的离子的物质的量为________。
[解析] (1)根据图中电子流向可知，左边电极是电解池阳极，右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水放电生成氢气，同时阴极附近产生NaOH。(2)①依据题干信息，阳极上Cl－被氧化为ClO2，根据得失电子守恒和电荷守恒可写出电极反应。②电极上得到或失去一个电子，电解质溶液中必然有一个Na＋通过阳离子交换膜，阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，因此当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜的离子的物质的量为0.01 mol。
[答案] (1)H2 右 (2)①Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋ ②0.01 mol
8．(14分)氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。如图是某氯碱工业生产原理示意图：
(1)写出装置A在通电条件下反应的化学方程式：__________________________
______________________________________________。(2分)
(2)装置A所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。(2分)
(3)氯碱工业是高耗能产业，按上图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。(10分)
①图中Y是________(填化学式)；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②比较图示中氢氧化钠的质量分数a%与b%的大小：_____________________________________________________________________。
③若用装置B作为装置A的辅助电源，每当消耗标准状况下氧气的体积为11.2 L时，则装置B可向装置A提供的电量约为__________(一个e－的电量为1.60×10-19 C；计算结果精确到0.01)。
[答案] (1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (2)NaOH溶液 Na2CO3溶液 (3)①H2 2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O ②b%＞a% ③1.93×105 C
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